Действие на организм человека высоких и малых доз радиации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский государственный  экономический университет

 

 

 

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему: «действие на организм человека высоких и малых доз радиации»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнила студентка 

1 курса факультета

маркетинга   

 

Проверил    А.И. Антоненков

 

 

 

 

 

Минск

2011 

ОГЛАВЛЕНИЕ:

 

Радиация. Дозы радиации, единицы  измерения	2
Воздействие радиации на организм человека.	4
Большие и малые дозы. Виды эффектов радиации.	5
Защита от воздейсвия ионезирующих излучений	8
Вывод	9
Список литературы	10

 

 

РАДИАЦИЯ. ДОЗЫ РАДИАЦИИ, ЕДИНИЦЫ  ИЗМЕРЕНИЯ.

 

Радиация или ионизирующее излучение это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков. Такое определение даёт большая советская энциклопедия.  Другими словами это поток заряженных и (или) незаряженных частиц. Выделяют непосредственно и косвенно ионизирующее излучение. Непосредственно ионизирующее излучение состоит из заряженных частиц, энергия движения которых достаточна для образования разнозаряженных ионов при столкновении с атомами вещества (α- и β-излучение радионуклидов, протонное излучение ускорителей и т. п.). Излучение ионизирующее косвенным путём состоит из  частиц не имеющих собственного заряда (нейтральных), но при их взаимодействии с веществом образуются заряженные частиц, которые и вызывают ионизацию непосредственно (нейтронное излучение, гамма-излучение). Выделяют так же излучения состоящее из частиц одного вида одинаковой энергии – однородные моноэнергетические излучения, состоящее из частиц одного вида различных энергий, — немоноэнергетическим излучением и состоящее из частиц различного вида, — смешанным излучением. Кроме того все виды радиации делятся в зависимости от источника: бывают естественные (космические лучи, естественно распределенные на Земле радиоактивные вещества, радиоактивные воды и др.) и искусственные (ядерные реакторы, ядерные материалы, ядерное оружие и др).

Вещества, способные создавать  ионизирующие излучения, различаются  активностью (А), т.е. числом радиоактивных  превращений в единицу времени. В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение  в секунду (распад/с). Эта единица  получила название беккерель (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки), равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 · 1010 актов распада в одну секунду, т.е.

1 Ки = 3,7·1010Бк.

Единице активности кюри соответствует  активность 1 г радия (Rа).

Для характеристики ионизирующих излучений введено понятие дозы облучения. Различают три дозы облучения: поглощённая, эквивалентная и экспозиционная.

Степень, глубина и форма  лучевых поражений, развивающихся  среди биологических объектов при  воздействии на них ионизирующего  излучения, в первую очередь зависят от величины поглощённой энергии излучения или поглощённой дозы (Д.погл).

Поглощённая доза - энергия, поглощённая  единицей массы облучаемого вещества.

За единицу поглощённой  дозы облучения принимается грей (Гр), определяемый как джоуль на килограмм (Дж/кг). Соответственно

1 Гр = 1 Дж/кг.

В радиобиологии и радиационной гигиене широкое применение получила внесистемная единица поглощённой  дозы - рад. Рад - это такая поглощённая  доза, при которой количество поглощённой  энергии в 1г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии  излучения. Соразмерность грея и рада следующая:

1 Гр= 100 рад.

В связи с тем, что  одинаковая поглощённая доза различных  видов ионизирующего излучения  вызывает в единице массы биологической  ткани различное биологическое  действие, введено понятие эквивалентной  дозы (Дэкв), которая определяется как произведение поглощённой дозы на средний коэффициент качества действующих видов ионизирующих излучений.

Коэффициент качества (Ккач) характеризует зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения человека от способности ионизирующего излучения различного вида передавать энергию облучаемой среде

Значения  Ккач для разных видов ионизирующего излучения
Вид излучения	Коэффициент качества (Ккач)
Рентгеновское и гамма-излучения	1
Электроны и позитроны, бета-излучение	1
Протоны	10
Нейтроны  тепловые	3
Нейтроны  быстрые	10
Альфа-частицы  и тяжёлые ядра отдачи	20

 

По существу, биологические  эффекты, вызываемые любыми ионизирующими  излучениями, сравниваются с эффектом от рентгеновского и гамма-излучения.

В качестве единицы измерения  эквивалентной дозы в системе  СИ принят зиверт (Зв). Зиверт - эквивалентная доза любого вида ионизирующего излучения, поглощённая 1 кг биологической ткани и приносящая такой же биологический эффект (вред), как и поглощённая доза фотонного излучения в 1 Гр. Существует также внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения - бэр (биологический эквивалент рентгена). При этом соразмерность следующая:

Дэкв = Дпогл ·Ккач     или     1 Зв = 1 Гр · Ккач;  
1 Зв = 100 рад · Ккач = 100 бэр.

Понятие экспозиционная доза (Дэксп) служит для характеристики рентгеновского и гамма-излучения и определяет меру ионизации воздуха под действием этих лучей. Она равна дозе фотонного излучения, при котором в 1 кг атмосферною воздуха возникают ионы, несущие заряд электричества в 1 кулон (Кл).

Соответственно 

Дэксп = КЛ/КГ.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и  гамма-излучения является рентген (Р).

При этом соразмерность  следующая:

1 Р = 2,58 · 10-4 Кл/кг или 1 Кл/кг =3,88 · 103 Р.

 

ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА.

 

Как уже было отмечено выше, суть воздействия радиации на любое  вещество, в том числе и на живую  ткань всегда одинакова – ионизация  среды через которую проходят лучи, но для биологического действия радиоактивных излучений характерен ряд особенностей:

1) Глубокие нарушения  жизнедеятельности вызываются ничтожно  малыми количествами поглощаемой  энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего, животного или человека при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С. Попытка объяснить "несоответствие" количества энергии результатам воздействия привела к созданию теории мишени, согласно которой лучевое повреждение развивается при попадании энергии в особенно радиочувствительную часть клетки — "мишень".

2) Биологическое действие  радиоактивных излучений не ограничивается  подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и  на последующие поколения, что  объясняется действием на наследственный  аппарат организма. Именно эта  особенность очень остро ставит  перед человечеством вопросы  изучения биологического действия  радиоактивных излучений и защиты  организма от излучений. 

3) Для биологического  действия радиоактивных излучений  характерен скрытый (латентный)  период, т. е. развитие лучевого  поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких минут до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма и наблюдаемой функции. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс. рад) можно вызвать "смерть под лучом", длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения.

Радиочувствительность разных видов организмов различна. Смерть половины облученных животных (при общем облучении) в течение 30 суток после облучения (полулетальная доза — ЛД 50/30) вызывается следующими дозами рентгеновского излучения: морские свинки 250 р, собаки 335 р, обезьяны 600 р, мыши 550—650 р, караси (при 18°С) 1800 р, змеи 8000—20000 р. Более устойчивы одноклеточные организмы: дрожжи погибают при дозе 30000 р, амёбы — 100000 р, а инфузории выдерживают облучение в дозе 300000 р. Радиочувствительность высших растений тоже различна: семена лилии полностью теряют всхожесть при дозе облучения 2000 р, на семена капусты не влияет доза в 64000 р.

 

Воздействие различных доз облучения на человеческий организм
Доза, Гр	Причина и результат воздействия
(0.7 - 2) 10-3	Доза от естественных источников в  год
0.05	Предельно допустимая доза профессионального облучения в год
0.1	Уровень удвоения вероятности генных мутаций
0.25	Однократная доза оправданного риска  в чрезвычайных обстоятельствах
1.0	Доза возникновения острой лучевой  болезни
3- 5	Без лечения 50% облученных умирает  в течение 1-2 месяцев вследствие нарушения деятельности клеток костного мозга
10 - 50	Смерть наступает через 1-2 недели вследствие поражений главным образом  желудочно кишечного тракта
100	Смерть наступает через несколько  часов или дней вследствие повреждения  центральной нервной системы

 

В результате воздействия  ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить  сложные физические, химические и  биологические процессы. Итогом взаимодействия ионизирующего излучения с организмом человека является ионизация, которая нарушает  нормальное течение биохимических процессов и обмен в организме. Если воздействие пришлось на момент деления клетки, оно может послужить причиной нарушения передачи генетической информации дочерним клеткам, которые могут функционировать не правильно или погибнуть.

 

БОЛЬШИЕ И МАЛЫЕ ДОЗЫ. ВИДЫ ЭФФЕКТОВ РАДИАЦИИ.

 

Различают пороговые (детерминированные) и стохастические эффекты.

1) Первые возникают когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов.

При воздействии на организм человека  больших доз радиации, а именно более 1 Гр (100 рад), кратковременно  (до нескольких суток), на значительные области тела, развивается острая лучевая болезнь. В результате – гибнут  преимущественно делящиеся клетки организма. Степень тяжести острой лучевой болезни зависит от дозы поглощенной радиации. Дозы, превышающие 10 Гр – абсолютно смертельны для человека.

При воздействии на человека излучения мощностью поглощенной дозы свыше 100 Гр происходит «смерть под лучом» - немедленная гибель.

Кратковременное мощное, но локализованное воздействие ионизирующего  излучения вызывает развитие лучевых  ожогов, возникающих в результате массовой гибели клеток организма подвергшихся воздействию.

Хроническое облучение  слабее действует на живой организм по сравнению с однократным облучением в той же дозе, что связано с  постоянно идущими процессами восстановления радиационных повреждений. Считается, что примерно 90% радиационных повреждений восстанавливается.

Хроническая лучевая болезнь — развивается в результате длительного непрерывного или фракционированного облучения организма в дозах 0,1—0,5 Гр/сут при суммарной дозе, превышающей 0,7—1 Гр 
     2) Стохастические (вероятностные) эффекты, такие как злокачественные новообразования, генетические нарушения, могут возникать при любых дозах облучения. С увеличением дозы повышается не тяжесть этих эффектов, а вероятность (риск) их появления. Для количественной оценки частоты возможных стохастических эффектов принята консервативная гипотеза о линейной беспороговой зависимости вероятности отдаленных последствий от дозы облучения с коэффициентом риска около 7 *10-2 /Зв.

 

Число случаев на 100 000 человек при индивидуальной дозе облучения 10 мЗв.
Категории  облучаемых	Смертельные  случаи рака	Не смертельные  случаи рака	Тяжелые  наследуемые  эффекты	Суммарный  эффект:
Работающий  персонал	4.0	0.8	0.8	5.6
Все население *	5.0	1.0	1.3	7.3